抗滑桩-理正岩土培训资料

理正岩土计算系列——抗滑桩设计软件北京理正软件设计研究院有限公司技术支持陈莹2011/11/8抗滑桩简介滑坡推力计算•滑动面、水位线、坡面线；•计算滑坡推力；抗滑桩设计•抗滑桩+锚杆抗滑挡墙设计滑坡推力•重力式抗滑挡墙•垂直预应力锚杆式抗滑挡墙•桩板式抗滑挡墙，桩+板库仑土压力和滑坡推力抗滑桩综合分析滑坡推力计算2011/11/82011/11/8滑坡推力计算→计算参数计算目标-指定滑面计算推力KT模型（也称显性解法）-自动搜索最危险滑面滑坡面上某一段的具体滑面形势未知，可搜索下滑力最大的可能滑面；只能用于整个滑面中有一部分未知的情况，且软件只能将这一部分最多分解成3个滑段进行搜索；-已知安全系数计算cφ滑面位置已知，而某一滑段上的c、φ值，其中一项不好确定的情况，用此功能可给出c或φ值的推测值；不可同时推测c、φ，只能是其中一个已知，推测另外一个；。2011/11/8滑坡推力计算→计算参数计算目标-指定滑面计算推力KT模型（也称显性解法）-自动搜索最危险滑面-已知安全系数计算cφ滑体上作用力-基本力系-特殊作用力外部荷载动水压力滑床上产生的浮托力裂隙充水的静水压力承压水的浮托力地震力滑坡推力计算→坡面线坡面线-起始点标高相对标高，用来定义地面线、滑动面、水面线相对之间高度位置用的。-附加荷载在荷载作用的地面线段上交互该段荷载的个数；在对应的荷载表中输入附加荷载的作用位置和大小；力序号表示为“折线序号--附加荷载序号”；均布荷载如何表示？2011/11/8滑坡推力计算→坡面线2011/11/8实际荷载作用输入时拆分荷载的模型均布荷载如何表示？需要将该均布荷载先按不同的滑块分成多个局部均布荷载，然后在不同的条块上分别取合力及作用点位置。滑坡推力计算→滑动面和水位面滑动面-粘聚力和摩擦角注意取用时尽量是滑裂面或带上取样做出的试验值，如果给上部土层或下部土层的参数值都会不准确-输入某段滑c、φ时，后续c、φ是否自动相等如要一次修改所有滑面上的c、φ，上勾，改第一行的c、φ即可；水位面-水面线起始点标高如果该坡面没有水，将此标高定在滑动面以下即可；2011/11/8滑坡推力计算→计算结果2011/11/8剩余下滑力曲线——定性分析每块滑体的剩余下滑力和作用角度——用于抗滑支挡结构设计分析滑坡推力计算→计算结果应用抗滑桩位置-滑体的上部，滑动面陡，拉张裂隙多，不宜设桩；-中部滑动面往往较深且下滑力大，亦不宜设桩；-下部滑动面较缓，下滑力较小的地段，是较好的设桩位置；-对地质条件简单的中小型滑坡，宜在滑体前缘设一排抗滑桩；-对于轴向很长的多级滑动或推力很大的滑坡，宜设两排或三排抗滑桩分级治理，也可采用上部抗滑桩下部挡土墙联合防治；2011/11/8滑坡推力计算→计算结果应用剩余下滑力-软件给出每一块滑体的详细计算结果；-滑体是根据滑动面线段数划分；-每块滑体最后给出剩余下滑力和下滑力角度，可用于后续的抗滑支挡结构设计计算；2011/11/82011/11/8滑坡推力计算→计算结果应用滑坡推力计算•滑动面、水位线、坡面线；•计算滑坡推力；抗滑桩设计•抗滑桩+锚杆抗滑挡墙设计滑坡推力•重力式抗滑挡墙•垂直预应力锚杆式抗滑挡墙•桩板式抗滑挡墙，桩+板抗滑桩计算2011/11/82011/11/8抗滑桩→墙身尺寸桩身尺寸-截面形状方桩和圆桩；-桩中心距此处交互的是中心距而不是净距；桩底支撑条件-自由锚固地层为土体、松软破裂岩石，在滑坡推力作用下，桩底有明显的位移和转动；-铰接桩底岩层完整、较上不土体坚硬、但嵌入不深；-固定嵌入完整岩层较深，不常用；2011/11/8抗滑桩→墙身尺寸计算方法-M法、C法、K法；-土层弹性计算方法统一指定；初始弹性系数-初始弹性系数A桩前滑面处弹性抗力系数，应根据滑面埋深和土质情况确定；A=h·m1，K=my+A-初始弹性系数A1桩后滑面处弹性抗力系数；A1=h1·m1桩前嵌入面以上土层厚-桩前不稳定土体的高度，可考虑这部分土体的被动土压力；抗滑桩→墙身尺寸三种弹性计算方法：M法、C法、K法-桩侧岩土体的弹性抗力系数K简称为地基反力系数，是地基承受的侧压力与桩在该位置处产生的侧向位移的比值。即单位土体或岩体在弹性限度内产生单位压缩变形时所需施加于其单位面积上的力。-目前常采用的有三种假设：假定地基系数随深度而呈直线变化的M法，K=my+A；假设地基系数不随深度变化，即地基系数为常数的K法；地基反力系数沿深度按凸抛物线增大的C法，K＝Cy0.5+A；一般，粘性土，选择M法，坚硬的土或岩石，选择K法;-地基土弹性抗力系数的比例系数m试验确定、取经验值、公式估算（基坑规程附录C）2011/11/8抗滑桩→锚杆参数2011/11/8锚杆类型-锚杆-锚索水平预加力-影响锚杆处的支点力；水平刚度-试验、经验、公式计算、软件迭代；筋浆强度-钢筋与锚固砂浆间的粘结强度设计值，用于计算锚杆的锚固长度；-试验确定，无试验值时，取经验值。也可按《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）表7.2.4取值；抗滑桩→坡线与滑坡推力土压力计算参数-根据交互的参数计算库仑土压力；滑坡推力参数-推力分布类型矩形：液性指数较小，刚度较大和较密实的滑体，从顶层至底层的滑动速度是大体一致；三角形：液性指数较大、刚度较小和密实度不均匀的塑性滑体，靠近滑面的滑动速度较大而滑体表层的滑动速度较小；梯形：介于上述二者之间；2011/11/8抗滑桩→坡线与滑坡推力2011/11/8桩间距嵌固面以上桩长剩余下滑力的水平分力下部矩形分布：桩后上部桩间距嵌固面以上桩长剩余下滑力的水平分力桩后下部三角形分布：桩后上部20桩间距嵌固面以上桩长剩余下滑力的水平分力下部梯形分布：桩后上部22011/11/8抗滑桩→坡线与滑坡推力滑坡推力参数-桩后剩余下滑力水平分力交互“滑坡推力”模块计算出的剩余下滑力水平分力；-桩前剩余下滑力水平分力《铁路路基支挡结构设计规范》10.2.5滑动面以上桩前的滑体抗力，可由极限平衡时滑坡推力曲线或桩前被动土压力确定，设计时选用其中小值。当桩前滑坡体可能滑动时，不应计及其抗力。-是否考虑桩前覆土被动土压力只影响库仑土压力结果的内力和位移，不影响滑坡推力工况的结果。1378.510×cos26.565°2011/11/8抗滑桩→坡线与滑坡推力滑坡推力参数-被动土压力参考线是否考虑上部覆土被动土压力参考线即计算结果里土反力结果图中的红线；该图中的白线为土反力；按照被动土压力计算；一般要求计算出来的土反力不能超过被动土压力，如果超过，需自己调整；-桩前覆土被动土压力调整系数在考虑桩前覆土被动土压力时，用于调整桩前地面以上覆土的被动土压力的值。只影响库仑土压力的结果。白线红线2011/11/8抗滑桩→物理参数抗滑桩类型-一般地区、浸水地区、抗震地区、抗震浸水地区桩后填土物理参数-桩与桩后填土摩擦角一般取桩后土体的摩擦角的1/3~1/2；-填土的摩阻力填土与锚杆的粘结强度值；参见《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2002；配筋参数-桩纵筋合力点到外皮距离配筋计算参数，不是保护层厚度；-钢筋级别按照混凝土新规范抗滑桩→计算结果2011/11/8锚杆内力取值计算值：软件计算出来的内力标准值；计算值可取单工况结果，也可取各工况内力最大值；设计值：设计值=计算值×分项系数；实用值：可取计算值，也可根据经验调整；如修改实用值，需点左下角“重新计算”按钮，软件会按照修改后的实用值进行锚杆配筋计算；锚杆的构造长度2011/11/8抗滑桩→计算结果滑坡推力计算结果库仑土压力计算结果锚杆设计结果2011/11/8抗滑桩综合分析滑坡推力计算•滑动面、水位线、坡面线；•计算滑坡推力；抗滑桩设计•抗滑桩+锚杆抗滑挡墙设计滑坡推力•重力式抗滑挡墙•垂直预应力锚杆式抗滑挡墙•桩板式抗滑挡墙，桩+板库仑土压力和滑坡推力抗滑桩综合分析抗滑桩综合分析2011/11/8抗滑桩综合分析→基本参数路基形式-路堑式（可考虑工况）、路堤式支护类型-桩＋墙，桩＋板桩长-由三个参数确定桩前地面以上长度嵌固点深度嵌固长度T型翼缘荷载-分布力和集中力2011/11/8抗滑桩综合分析→土层参数桩前是否有横坡-详见《地基支挡结构设计规范》(TB10025-2006)中10.2.10条第2款；-选“无横坡”时，为地面无横坡或横坡较小的情况，此时仅影响绘图；-选“横坡较大”时，即为地面横坡较大的情况，对绘图和横向地基承载力均有影响，需输入综合内摩擦角。桩前桩后地面横坡角-逆时针为正结构与土摩擦角-桩、板与土的摩擦角，用于桩、板后的主动土压力计算；2011/11/8抗滑桩综合分析→土层参数嵌固段以上土层-从嵌固面处算起，下面的是第一层，依次往上；嵌固段地层-从嵌固面处算起，上面的是第一层，依次往下；-地层类型土层和岩层影响地基横向容许承载力-Kh—水平方向的换算系数。-η—换算系数，根据岩层的裂隙、风化及软化程度，可采用0.3~0.45.-R—岩石单轴极限抗压强度（Mpa）2011/11/8抗滑桩综合分析→下滑力参数计算模型-KT法即显式解法，做了一定简化，只将下滑力乘以一个安全系数；-R/K法即隐式解法，将安全系数隐于抗剪强度指标和传递系数中，通过迭代求解；-安全系数为1时两者等价；-安全系数越是偏离1，计算结果相差越大；-可参考水利水电工程边坡设计规范（水利部）sl386-2007。2011/11/8抗滑桩综合分析→下滑力参数KT模型R/K模型2011/11/8抗滑桩综合分析→锚索参数2011/11/8选择“路堑”式时，可考虑工况抗滑桩综合分析→桩间板参数桩间板类型-直板按简支板计算内力-弧板两端简支和两端铰支板的搭接长度-影响板的计算长度桩间板的种类数-依据尺寸不同对挡土板划分的种类挡土板的板厚-垂直于桩身方向的长度值挡土板的板宽-为沿桩身方向的长度值2011/11/8抗滑桩综合分析→荷载参数2011/11/8桩顶荷载：类型：活载和恒载荷载：集中力和集中弯矩桩顶荷载：类型：活载和恒载荷载：集中力荷载组合包括普通组合和地震组合；每种荷载可选择是否参与计算及调整系数抗滑桩综合分析→荷载参数2011/11/8滑坡推力组合，不考虑土压力的作用；土压力组合，不考虑滑坡推力的作用所以，修改土压力调整系数，对滑坡推力组合计算结果无影响，反之亦然。抗滑桩综合分析→其他2011/11/8锚墩设计锁口护壁反分析抗滑桩综合分析→计算结果2011/11/8挡土板的计算结果抗滑桩综合分析→计算结果2011/11/8施工图：选筋、截筋、箍筋分段抗滑桩模块-红线是按照被动土压力计算，一般要求计算出来的土反力不能超过被动土压力，如果超过，需自己调整；综合分析模块-红线是按照地基横向容许承载力（铁路路基支挡结构设计规范）计算，土反力不应超过地基横向容许承载力，超过时折减（软件自动折减）该土层的m、c、K值，根据新的土层弹性抗力系数，重新计算桩内力，直至土反力在地基横向承载力范围之内。见说明书第四部分2.3.2节补充：抗滑桩土反力红线的意义抗滑桩模块综合分析模块2011/11/8补充：箍筋结果的表达方式抗滑桩模块-交互桩箍筋间距-软件算出来每延米的配箍面积，换算成一套箍的面积。-举例说明计算出的每延米的配箍面积为1635mm２箍筋间距为200mm一套箍的面积就是1635/(1000/200)=327mm２然后用327mm２来选这套箍需要配几支箍-计算结果中对应“点号”的箍筋面积的意义是：点号是将桩平均分成５０段（如果桩长，还可能增加），后面的箍筋面积是在这段中每一套箍的面积，既不是总面积，也不用和点号对应的间距相乘除。抗滑桩综合分析模块-不需交互桩箍筋间距，结果中给出的是每延米的配箍面积。2011/11/82011/11/8补充：抗滑桩相关软件对比挡土墙抗滑挡墙荷载坡线土柱无墙后